7 پروتکل رایج در هوشمند سازی ساختمان در 2024

انتخاب پروتکل مناسب یکی از چالش های مهم در صنعت هوشمند سازی ساختمان است به طوری که عدم انتخاب صحیح پروتکل میتواند منجر به برآورده نشدن انتظارات شما شود.

در این مقاله به بررسی پروتکل های ارتباطی خانه هوشمند ، مزایا، معایب ، امنیت و همچنین انتخاب پروتکل مناسب برای هوشمند سازی خانه میپردازیم.

پروتکل هوشمند سازی ساختمان چیست؟

پروتکل خانه‌هوشمند مجموعه‌ای از استانداردهاست که تعیین می‌کنند چگونه دستگاه‌ها در یک اکوسیستم خانه‌هوشمند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.درواقع پروتکل به عنوان زبان دستگاه عمل می‌کند و امکان تعامل بی‌مشکل با سایر راهکارهای هوشمندسازی ساختمان و تبادل اطلاعات را فراهم می‌کند. هدف اصلی یک پروتکل خانه‌هوشمند اطمینان از تعامل و سازگاری بین دستگاه‌های تولیدکنندگان مختلف است. بدون پروتکل استاندارد، دستگاه‌های ساخته شده توسط تولیدکنندگان مختلف نمی‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

پروتکل‌های ارتباطی در احراز هویت، تبادل داده و تشخیص و اصلاح خطا کمک می‌کنند. علاوه بر این، اطمینان حاصل می‌شود که دستگاه‌ها بتوانند اطلاعات را به‌صورت قابل اعتماد و امن تبادل کنند.

پرکاربردترین پروتکل‌های خانه‌هوشمند شامل Z-Wave، ZigBee، Wi-Fi، Bluetooth Low Energy (BLE)، Ethernet، Thread و Matter هستند.

7 پروتکل رایج در هوشمند سازی ساختمان

1. Ethernet

Ethernet یک فناوری ارتباطی باسیم است که به طور معمول برای شبکه‌های محلی (LAN) استفاده می‌شود. این پروتکل با استفاده از کابل‌های LAN و فیبر نوری اطلاعات را با سرعت بالا انتقال میدهد. Ethernet از استاندارد IEEE 802.3 پیروی می‌کند و انتقال اطلاعات قابل اعتماد و امن را در یک شبکه پشتیبانی می‌کند

مزایا

این پروتکل اتصالی پایدار برای تجهیزات خانه‌هوشمند فراهم می‌کند. به دلیل پهنای باند بالا، گزینه ای مناسب برای تجهیزاتی است که به اتصال اینترنت سریع و پایدار نیاز دارند، مانند تلویزیون‌های هوشمند، کنسول‌های بازی، دستگاه‌های پخش مدیا، و همچنین برای تجهیزاتی که در یک شبکه محلی عمل می‌کنند. پروتکل Ethernet همچنین خطر تداخل در شبکه را حذف می‌کنند.

محدودیت ها

برای اجرای این پروتکل در خانه هوشمند نیازمند سیم کشی جداگانه وجود دارد که علاوه بر هزینه جداگانه سیم کشی ،اجرای آن در ساختمان های تکمیل شده مشکلی اساسی به شمار می آید.

امنیت

این پروتکل به تنهایی امنیت را در اکوسیستم خانه هوشمند فراهم نمیکند. بااین حال میتوان امنیت را استفاده از پروتکل های دیگر تامین کرد.

2. Wi-Fi

Wi-Fi یک فناوری ارتباطی بی‌سیم است که به تجهیزات این امکان را می‌دهد که از طریق امواج رادیویی به شبکه متصل شوند. این پروتکل از استاندارد IEEE 802.11 پیروی می‌کند و بر روی باندهای فرکانسی مختلف، از 2.4 گیگاهرتز تا 5 گیگاهرتز عمل می‌کند و یکی از محبوب‌ترین پروتکل‌های بی‌سیم خانه‌هوشمند به شمار میرود.

مزایا

این پروتکل در سطح گسترده پشتیبانی میشود به همین دلیل گزینه ای مناسب به جهت هوشمند سازی ساختمان به شمار می آید.به دلیل بیسیم بودن پروتکل موجب کاهش قابل توجه ای در هزینه تمام شده در هوشمند سازی خواهد شد.همچنین این پروتکل به دلیل فراهم کردن پهنای باند بالا یکی از گزینه های اصل تجهیزات مدیا به شمار می رود.

محدودیت ها

به سبب بیسیم بودن این پروتکل موانعی مانند دیوارهای داخلی و اثاثیه خانه ممکن است قدرت و پوشش سیگنال بیسیم را تحت تأثیر قرار دهد همچنین به دلیل مصرف انرژی بیشتر نسبت به پروتکل های کم توان مناسب تجهیزات هوشمند سازی با منبع باتری نمیباشد.

امنیت

Wi-Fi از پروتکل‌های رمزنگاری WPA2 و WPA برای حفاظت از داده‌های ارسالی در شبکه استفاده می‌کند. با این حال، امنیت یک شبکه Wi-Fi همچنین به عواملی مانند رمزهای عبور قوی و به‌روزرسانی‌های دوره‌ای تجهیزات اشاره کرد که به جلوگیری از آسیب‌پذیری‌ها کمک می‌کند.

3. Bluetooth/Bluetooth Low Energy (BLE)

پروتکل های ارتباط بیسیم هستند که برای مصرف کمتر انرژی طراحی شده اند و در فرکانس کاری 2.4 GHz ودر فاصله کوتاه امکان دریافت و ارسال داده به صورت بیسیم را دارا هستند.

مزایا

Bluetooth و BLE به علت مصرف پایین انرژی یکی از گزینه های مناسب در تجهیزاتی هستند که با باتری کارمیکنند و امکان تبادل پیام کارآمد و بهینه را در ارتباط مهیا میسازد.

محدودیت ها

ماهیت دامنه کوتاه این پروتکل ها سبب محدودیت آنها در مقدار منطقه تحت پوشش میشود و مناسب برای تجهیزاتی که نیاز به پهنای باند بالا و یا منطقه تحت پوشش وسیعی دارند مناسب نمی باشد.

امنیت

Bluetooth و BLE از رمزنگاری AES-CCM به جهت حفاظت از داده استفاده میکند اما به هرجهت در هرپروتکل بیسیم آپدیت بودن نرم افزار و تجهیزات یک مورد حیاتی به شمار می رود.

4. Zigbee

پروتکلی بیسیم و کم مصرف که مناسب تجهیزات با دامنه ارتباطی کوتاه میباشد و در فرکانس کاری 2.4 GHz .

مزایا

این پروتکل مناسب تجهیزات با مصرف پایین میباشد همچنین وجود قابلیت مشینگ آن را به گزینه ای مناسب در هوشمند سازی ساختمان مبدل میکند.

محدودیت ها

از محدودیت های این پروتکل به نیاز به تجهیزات اختصاصی به جهت تقویت سیگنال در مکان های بزرگ و در نتیجه افزایش هزینه اشاره کرد .

امنیت

به جهت امنیت پروتکل Zigbee از استاندارد AES-128 بهره می برد و نیازمند آپدیت های دوره ای به جهت تامین امنیت است.

5. Z-Wave

Z-Wave یک پروتکل بیسیم است که فرکانس کاری آن کمتر از 1 GHz است که پروتکلی باثبات و امن به حساب می آید.این پروتکل نیز از سیستم مشینگ شبکه بهره می برد که سبب افزایش دامنه ارتباطی این پروتکل شده است.

مزایا

تجهیزات در این پروتکل به عنوان تکرار کننده سیگنال عمل می کنند به همین دلیل دامنه وسیعی را تحت پوشش خود قرار میدهد.همچنین در صورت خارج شدن و یا مشکل در یک تجهیز به صورت خودکار شبکه تعمیر خواهد شد.

محدودیت ها

محدودیت اصلی این پروتکل امکان وجود اختلال در اتصال و ارتباط با سایر تجهیزات دیگر تولید کننده های می باشد.

امنیت

Z-Wave از رمزنگاری AES-128 و همچنین احراز هویت دوطرفه بین دستگاه‌ها پشتیبانی می‌کند تا اطمینان حاصل شود که تنها دستگاه‌های مجاز می‌توانند به شبکه متصل شوند. Z-Wave از طریق به‌روزرسانی‌های از راه دور (OTA) امنیت مداوم را تضمین می‌کند.

6. Thread

Thread یک پروتکل ارتباطی بی‌سیم است که بر روی IPv6 عمل کرده و فرکانس کاری آن 2.4 گیگاهرتز میباشد.

مزایا

پروتکل Thread یک پروتکل مناسب به جهت مقیاس پذیری و مصرف انرژی، گزینه ای مناسب در صنعت اینترنت اشیاء به حساب می آید. همچنین این پروتکل یک ارتباط امن و پایدار را برای اکوسیستم خانه هوشمند فراهم می آورد.

محدودیت ها

Thread در مقایسه با پروتکل هایی نظیر Wi-Fi و یا Zigbee از میزان دسترسی کمتری به سایر تجهیزات برخوردار است.

امنیت

Thread دارای یک لایه امنیتی داخلی است که دستگاه‌ها را از حملات غیرمجاز و نشت اطلاعات محافظت می‌کند. به‌روزرسانی‌های متناوب از طریق OTA ساختار نرم افزاری را بهبود می‌بخشد و از نقض امنیتی جلوگیری می‌کند.

7. Matter

Matter یک استاندارد خانه هوشمند جدید است که توسط CSA با همکاری برخی از بزرگترین نام‌های صنعت فناوری از جمله آمازون، اپل، گوگل و سامسونگ توسعه یافته است. هدف از ایجاد یک استاندارد یکپارچه برای دستگاه های خانه هوشمند است که به آنها اجازه می دهد بدون در نظر گرفتن نام تجاری یا پلتفرم به طور یکپارچه با یکدیگر کار کنند.

مزایا

Matter برقراری ارتباط بین پروتکل‌هاوپلتفرم های مختلف را در یک اکوسیستم خانه‌هوشمند سازگار می‌کند. به عنوان مثال، اگر یک لامپ و یک ترموستات هوشمند از تولیدکنندگان مختلف داشته باشید، Matter قابلیت انتقال داده بین آن‌ها را فراهم می‌کند. کاربران نهایی می‌توانند دستگاه‌های فعال‌شده با Matter خود را از یک اپلیکیشن کنترل کنند که رضایت مشتریان را از سیستم خانه‌هوشمند افزایش می‌دهد.

محدودیت ها

پروتکل Matter به دلیل نوظهور بودن، در تجهیزات محدودی در حال حاضر پیاده سازی شده است و همچنین به جهت استفاده از این پروتکل نیاز به تجهیزات جدید خواهید داشت.

امنیت

این پروتکل نیز از رمزنگاری AES-128 استفاده کرده و از آپدیت نرم افزاری پیوسته به جهت تامین امنیت استفاده میکند.